死にゆく太陽は、想定より早く太陽系を引き裂く可能性

太陽が寿命を迎える過程での質量放出のしかたによっては、木星・土星・天王星・海王星の軌道が従来の想定より早く不安定になり、外惑星の終わりが約10億年規模まで早まる可能性がある。これまで外側の太陽系は数十億年単位で保たれると見られてきたが、その前提を見直す理論研究である。

研究はカリフォルニア工科大学のコンスタンティン・バティギン氏とジム・フラー氏、ミシガン大学のフレッド・アダムズ氏らによるもので、学術誌 The Astrophysical Journal Letters に掲載された。研究チームは太陽の進化モデルと、4つの惑星の軌道変化を追う計算プログラムを組み合わせた。特徴は、太陽が恒星物質を滑らかに失うのではなく、塊（バースト）状に段階的に放出すると想定した点にある。放出の大きさを変えた672通りのシナリオを検証し、質量放出が巨星段階を通じて起きたか、後期だけに起きたかも比較した。滑らかに放出する場合のモデルも用意して結果を並べ、各シナリオは30億年にわたって追跡された。従来の見積もりが現実的な質量放出の過程を十分に取り入れていなかった可能性があり、その点を検証する狙いがあると考えられる。

結果として、大きなバーストを伴うケースの大半は不安定化した。白色矮星になってから30億年以内に最大96%の惑星系が不安定になり、約40%は太陽がまだ質量を放出している途中で乱れや激しい散乱が起きたという。惑星が太陽系から弾き出されるケースや、天王星と海王星の軌道が入れ替わるケースも報告されている。一方、穏やかなバーストでは惑星の組が同期した軌道に収まり、30億年にわたって安定したものもあった。太陽の最期の姿は一様ではなく、放出の仕方によって結末が大きく分かれると考えられる。

太陽系の運命が太陽と結びついていることは以前から知られていたが、本研究は、その終末がより早く、より荒々しい形で訪れる可能性を示した点に意味がある。ただし、示されているのは数十億年後という極めて長い時間軸の理論モデルであり、現在の宇宙開発の計画や事業に直接影響するものではない。結果は太陽の質量放出モデルの前提に強く依存するため、今後の観測や別モデルによる検証が必要になる。記事も、地球そのものはそれ以前に失われているとみている。

日本の製造業やサプライヤーにとって、この研究が直接の受注や製品仕様に結びつく可能性は低い。ただ、多数の条件を組み合わせて結果のばらつきを評価する手法や、軌道の共鳴・不安定化を扱う数値計算は、探査機の長期軌道設計や解析ソフトの分野で使われる考え方と重なる部分がある。解析環境や計算リソースを提供する企業、あるいは長期運用を前提とする宇宙機の部品を手がける企業にとっては、間接的な参考になりうると考えられる。

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